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循環腫瘤細胞(CTC)是存在于外周血中的各類腫瘤細胞的統稱，因自發或診療操作從實體腫瘤病灶(原發灶、轉移灶)脫落，大部分CTC在進入外周血后發生凋亡或被吞噬，少數能夠逃逸并錨著發展成為轉移灶，增加惡性腫瘤患者死亡風險。

大量研究表明，CTC以不同形態存在于外周血中，既有游離的單個CTC，也有聚集成團的細胞團(CTM)。腫瘤細胞在進入外周血循環的過程中會發生上皮-間質轉變(EMT)，故CTC存在不同類型，包括上皮細胞表型、間質細胞表型和上皮細胞與間質細胞混合表型。CTM和間質細胞表型CTC具有更強的轉移潛能。

循環腫瘤細胞CTCs，1869年澳大利亞病理學家John Ashworth首次提出這一概念。在1ml血液里約含有5百萬個單核細胞的背景條件下來研究罕見稀有的腫瘤細胞猶如大海撈針，這是CTCs研究面臨的主要技術挑戰。如今，在細胞富集、分離、分子分析和生物信息學等方面的卓越的技術發展重燃CTCs這一領域的研究。研究發現腫瘤細胞的擴散傳播是腫瘤患者死亡的主要原因。利用腫瘤細胞表面標記物或腫瘤細胞的物理特性進行CTCs的富集，例如細胞的大小和形態;這些都是腫瘤細胞的特性。

循環腫瘤微栓——團伙協同生存之旅!

形成循環腫瘤微栓(CTM))即CTCs集群是腫瘤轉移最主要的危險先兆，CTM細胞成分包含有血小板、基質細胞、造血細胞等;但每一種細胞在CTM中扮演的角色還不清楚。普遍的觀點認為：單獨的CTC在循環過程中容易死亡，而腫瘤微栓中的腫瘤細胞受到保護而免于凋亡。一個含有20-30個細胞的CTM是怎樣穿過狹窄的毛細血管形成新的病灶，或許是加強對腫瘤細胞的保護免于免疫系統的攻擊有關。

CTCs的分子特性——單細胞革命

結合高效的細胞富集方法和分子生物學的進步使得單個CTC或CTM的DNA和RNA研究闡明腫瘤的異質性和初級腫瘤與二級腫瘤之間的關聯。CTC DNA整個基因組的擴增已經被用來證實腫瘤拷貝數變化和體細胞突變的存在。單個CTC RNA分析為確立每個取樣細胞的生物學功能、識別潛在的藥物靶點建立方法，例如EMT在疾病的進展過程中。整合單細胞RNA 、DNA的方法有利于建立潛在基因/表觀遺傳變化和RNA鏈之間的關聯。

CTCs的播散

CTC致瘤性測試，通過腫瘤患者血樣中的CTC擴增移植模型(CDX)，乳腺癌，小細胞肺癌、黑色素瘤,CDX使腫瘤疾病的生物學進展得到全面分析，腫瘤潛在新療法的體內試驗成為可能。同時，CTCs的富集和體外培養蓄勢待發，潛在的實時藥物敏感測試(當腫瘤活檢更具挑戰性)，為耐藥機制的研究提供難得的機會。

CTCs的臨床應用